在国家科技重大专项（“高档数控机床与基础制造装备”-开放式数控系统支撑技术创新平台建设）的支持下，中国科学院沈阳计算所高档数控国家工程中心已成功研制出基于MIPS架构“龙芯-2F”处理器的高档数控系统。首次将“龙芯”处理器应用到工控领域，是国内该领域的前沿研究。“龙芯”在工业应用方面的研究相对较少，尤其是应用到体系庞杂实时性和稳定性要求较高的高档数控系统中，因此亟需一套能够对基于MIPS架构的数控系统实的实时性和稳定性进行验证并量化评估的方法。不仅为数控系统提供可靠、稳定、安全的运行环境，指导原型机数控系统的进一步优化，并且为“龙芯”处理器在实时应用的研究与开发提供有意义的参考。本文在基于MIPS架构的高档数控系统原型机的平台上，对数控系统的实时性和稳定性的评估和优化方法进行研究。首先，结合嵌入式实时系统常用的实时性能评估基准和数控系统软件结构的特点，以周期抖动（Periodic Jitter）和事件延迟（Event Latency）作为基本考察对象，在提出数控系统评估模型的基础上选取了影响数控系统实时性和稳定性影响的关键操作和过程作为评估的指标，本文还介绍了关键指标时间特征的采集方法，以及对实验数据的数理统计学和数据归一化的分析方法，提出一套能够对MIPS架构的数控系统的实时性和稳定进行量化评估的方法CNC-KDE（CNC Key Department Evaluation）方法。其次，利用CNC-KDE方法对原型机数控系统的实际工作负载（real world-bask workload）进行评估。最后，在实验数据和评估的基础上，从数控系统软件结构和硬件平台体系结构两个方面对原型机数控系统存在的问题和缺陷进行研究并提出了对应的改进和优化的方案。